1942年1月8日,英国牛津,一个叫斯蒂芬·威廉·霍金的婴儿呱呱坠地。
没人会想到,这个出生在纳粹轰炸伦敦的夜晚、名字平平无奇的小家伙,日后会成为人类理解宇宙的关键人物之一。
有意思的是,他出生那天正好是伽利略逝世300周年。仿佛科学火炬从伽利略手里扔出去,在空中飞了三百年,刚好掉到这个婴儿的怀里。
不努力的"爱因斯坦"
霍金一家都是知识分子,老爸学医,老妈学哲学、政治和经济学。但小霍金在学校里不算拔尖——他自己后来调侃说,在圣奥尔本斯学校,"不努力"是一种潮流。你要是刻苦读书拿了好成绩,同学会叫你"书呆子",那是最丢人的外号。
他当然不想当书呆子。
17岁考上牛津大学物理系,霍金彻底放飞了。他加入了划船俱乐部,当舵手;参加各种派对;听古典音乐;读科幻小说。他后来说自己大学三年总共学习了大约1000个小时——平均每天一小时。
但毕业考试那天,他靠着过人的天赋和对物理的直觉,拿了一等荣誉学位。
这就是那种人——你觉得他在玩,他已经把答案想明白了。
20岁,霍金去了剑桥大学攻读宇宙学博士。研究方向是大爆炸理论。当时物理学界很多人根本不信宇宙有个"起点",大家觉得宇宙一直就在那儿存在着。霍金决定用数学证明他们错了。
就在他即将大展拳脚的时候,命运跟他开了一个残酷的玩笑。
两年寿命的判决书
1962年冬天,霍金的家人注意到一件事:他变笨拙了。上楼梯会绊倒,端杯子手会抖,说话偶尔含混不清。
1963年初,刚过完21岁生日,霍金去医院做了一系列检查。结果出来了:肌萎缩性脊髓侧索硬化症,俗称渐冻症。
医生的话像一把冰锥子扎进脑袋——这种病没有药治,肌肉会一点点萎缩,从走路到吃饭到呼吸,全部失灵。预期寿命:两到三年。
21岁。博士还没读完。人生刚开始。
霍金垮了。他把自己关起来,不听劝,不见人,成天听音乐,觉得什么都没必要了。他后来回忆说,那段时间他反复做同一个梦——自己将被处死。每次从梦中惊醒,他都会想:如果我被判了缓刑,还有很多值得做的事情。
把他从深渊里拽出来的,是两件事。
第一件是一个叫简·王尔德的姑娘。两人在朋友聚会上认识,简学语言学的,温柔、聪明、倔强。霍金说,和她在一起让他觉得活着有盼头。
第二件事更荒诞——他的病情恶化得比医生预测的慢得多。渐冻症通常来势凶猛,但霍金的类型极其罕见,发展速度慢得反常。两年过去了,他还活着。五年过去了,他还能走路。
1965年,霍金和简结婚了。为了养活未来的家庭,他必须拿到博士学位,必须有份工作。于是这个被宣判死刑的年轻人,开始拼命了。
博士论文写完那年,他的发现让宇宙学界开始注意到这个走路需要拐杖的年轻人——他证明了,如果广义相对论是对的,如果宇宙中有足够多的物质,那宇宙一定起源于一个点,一个无穷小的奇点。
宇宙大爆炸,从此不再是一个假说,而是一道数学证明题。
黑洞会发光
1970年代,霍金把目光转向了黑洞。
在他之前,物理学界的共识是:黑洞就是一个宇宙貔貅,只进不出。任何东西——恒星、光线、甚至信息本身——一旦掉进黑洞的事件视界,就再也出不来了。
霍金不信这个邪。
1974年,他在《自然》杂志上发表了一篇论文。论文的核心观点让所有人目瞪口呆:黑洞不是全黑的,它会发光。
原理说起来不复杂。量子力学认为,真空并不"空"——空间里不断有正反粒子对冒出来,然后又瞬间湮灭。但在黑洞边缘,情况特殊了:如果一个粒子对在黑洞的事件视界旁边冒出来,负能量的那个刚好掉进黑洞,正能量的那个就跑了出去。站在外面看,黑洞在"发光",在辐射能量。
这就是"霍金辐射"。
这个发现有多炸裂呢?它第一次把广义相对论(管引力的)、量子力学(管微观的)和热力学(管热量的)这三座物理学大山联系在了一起。剑桥大学的教授说这篇论文是"物理学史上最美丽的论文之一"。
但它也捅了个大篓子。按照霍金辐射的理论,黑洞最终会蒸发殆尽。那掉进黑洞的信息去哪了?量子力学说信息永远不会消失,黑洞辐射说信息会消失——两大物理学支柱直接撞车了。
这个矛盾后来被称为"黑洞信息悖论",全世界物理学家为此吵了将近五十年,愣是把量子引力这个领域往前推了好几十年。
霍金自己后来也改了口,承认信息不会真正消失。但他当年扔出的那个问题,已经养活了无数物理学家的研究生涯。
1979年,霍金获任剑桥大学卢卡斯数学教授。这个职位有多牛呢?它的第一任主人是艾萨克·牛顿。霍金是第17任。
轮椅上的宇宙
到1980年代,霍金已经完全被困在了轮椅里。
他的手指只剩三根还能动,说话只有家人和密友能听懂。1985年,他去日内瓦出差时染上了严重肺炎,不得不做了气管切开手术——命保住了,但从此完全丧失说话能力。
他靠一台电脑活着。
一个特制的传感器贴在他的脸颊上,通过面部肌肉的微小抽动来选择屏幕上的字母,一个字一个字地拼出句子,再由语音合成器"说"出来。最开始每分钟能输入五个单词,后来退化到一两个。
大脑运转的速度和表达输出的速度之间,隔着一条无法逾越的鸿沟。
但霍金的大脑从未停下。
1983年,他和同事哈特尔提出了"无边界猜想":宇宙没有起点,也没有边界。问"大爆炸之前是什么"就像问"北极点的北边在哪里"——这个问题本身就没有意义。时间和空间在源头上是弯曲的、自洽的,不需要一个"第一推动力"。
1988年,《时间简史》出版了。
这本书讲的是什么?宇宙的起源、黑洞的本质、时间的箭头、万物理论的可能性——人类能想到的最深邃的物理学问题。但霍金做了一件了不起的事:整本书只用了一个公式——E=mc²。
他把宇宙讲成了故事。
《时间简史》连续四年霸占美国畅销书排行榜榜首,被翻译成40多种语言,卖了超过1000万册。一个被困在轮椅上、连一句话都说不出来的人,让全世界都开始仰望星空。
后来的霍金成了流行文化的常客。他在《辛普森一家》里客串,在《星际迷航》里和牛顿、爱因斯坦的全息影像打牌,在《生活大爆炸》里给谢尔顿批改论文。他还试过零重力飞行,失重那一刻笑得像个孩子。
2018年3月14日,霍金在剑桥的家中去世,享年76岁。
这一天,恰好是爱因斯坦的生日。
医生说他活不过23岁。他多活了55年。在这多出来的55年里,他坐在方寸轮椅上,思想却漫游了整个宇宙——从大爆炸的奇点到黑洞的边缘,从时间的起点到万物理论的门槛。
他这辈子证明了一件事:肉体可以被禁锢,但思想没有事件视界。